Jenis- Jenis MOS Metal Oxide Semiconductor FET MOSFET

Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5

2.3. Metal Oxide Semiconductor FET MOSFET

Menurut Pamungkas 2012, MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor merupakan jenis transistor, tidak seperti transistor biasa yang akan menghantar bila diberi arus basis, transistor jenis ini akan menghantar bila diberikan tegangan pada gate. Kaki-kakinya diberi nama gate G, drain D dan source S. Gate terisolasi oleh suatu bahan oksida, gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium, oleh karena itu transistor ini dinamakan metal oxide. MOSFET bertindak sebagai suatu switching menghubungkan sumber dan saluran, tapi pada kenyataannya MOSFET bukan switching yang sekedar terbuka impedansi tanpa batas atau menutup nol impedansi, namun jika kondisi on maka impedansi di sekitar ratusan atau beribu-ribu ohm jika kondisi off maka impedansi mempunyai nilai-nilai berjuta-juta ohm Mega ohm.

2.3.1 Jenis- Jenis MOS

MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor adalah suatu transistor dari bahan semikonduktor silikon dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N NMOS dan transistor MOSFET tipe-P PMOS. Bahan silicon ini yang akan digunakan sebagai landasan substrat penguras drain, sumber source, dan gerbang gate. Selanjutnya transistor ini dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silicon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkandi atas sisi kiri kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT Bipolar Junction Transistor, yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah. Bila dilihat dari cara kerjanya, transistor MOS dapat dibagi menjadi dua, yaitu: 1 Transistor Mode Pengosongan Transistor Mode Depletion Pada transistor mode depletion, antara drain dan source terdapat saluran yang menghubungkan dua terminal tersebut, dimana saluran tersebut mempunyai fungsi sebgai saluran tempat mengalirnya elektron bebas. Lebar dari saluran itu sendiri dapat dikendalikan oleh tegangan gerbang. Transistor MOSFET mode pengosongan terdiri dari tipe-N dan tipe-P, simbol transistor ditunjukkan dalam Gambar 2.16. Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5 Gambar 2.16 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion a. N-Channel Depletion b. P-Channel Depletion Sumber: www.yeni.blogspot.com. 2 Transistor Mode peningkatan Transistor Mode Enhancement Transistor mode enhancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain dan sourcenya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO 2 pada terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan tipe-P, simbol transistor ditunjukkan dalam Gambar 2.17. Gambar 2.17 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement a. N-Channel Enhancement b. P-Channel Enhancement Sumber: www.yeni.blogspot.com. Dilihat dari jenis saluran yang digunakan, transistor MOSFET dapat dikelompokan menjadi tiga, antara lain: 1 NMOS Transistor NMOS terbuat dari substrat dasar tipe p dengan daerah source dan drain didifusikan tipe n + dan daerah kanal terbentuk pada permukaan tipe Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5 n. NMOS yang umumnya banyak digunakan adalah NMOS jenis enhancement, dimana pada jenis ini source NMOS sebagian besar akan dihubungkan dengan –Vss mengingat struktur dari MOS itu sendiri hampir tidak memungkinkan untuk dihubungkan dengan +Vdd. Dalam aplikasi gerbang NMOS dapat dikombinasikan dengan resistor, PMOS, atau dengan NMOS lainnya sesuai dengan karakteristik gerbang yang akan dibuat. Sebagai contoh sebuah NMOS dan resistor digabungkan menjadi sebuah gerbang NOT. Negatif MOS adalah MOSFET yang mengalirkan arus penguras sumber menggunakan saluran dari bahan elektron, sehinga arus yang mengalir jika tegangan gerbang lebih positif dari substrat dan nilai mutlaknya lebih besar dari V T Voltage Treshold. Skematik MOSFET tipe-n ditunjukkan dalam gambar 2.18. Gambar 2.18 Skematik MOSFET tipe-N Sumber: www.yeni.blogspot.com. 2 PMOS Transistor PMOS terbuat dari substrat dasar tipe-n dengan daerah source dan drain didifusikan tipe p + dan deerah kanal terbentuk pada permukaan tipe p. Positif MOS adalah MOSFET yang mengalirkan arus penguras sumber melalui saluran positif berupa hole, dimana arus akan mengalir jika tegangan gerbang lebih negative terhadap substrat dan nilai mutlaknya lebih besar dari V T . PMOS yang umumnya banyak digunakan adalah PMOS jenis enhancement, dimana pada jenis ini source PMOS sebagian besar akan dihubungkan dengan +Vdd mengingat struktur dari MOS itu sendiri hampir Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5 tidak memungkinkan untuk dihubungkan dengan -Vss. Dalam aplikasi gerbang PMOS dapat dikombinasikan dengan resistor, NMOS, atau dengan PMOS lainnya sesuai dengan karakteristik gerbang yang akan dibuat. Sebagai contoh sebuah PMOS dan resistor digabungkan menjadi sebuah gerbang NOT. 3 CMOS Complementary MOS MOSFET tipe complementary ini mengalirkan arus penguras sumber melalui saluran tipe-n dan tipe-p secara bergantian sesuai dengan tegangan yang dimasukkan pada gerbangnya gate.

2.3.2 Karaktristik dan Operasi MOSFET